关于桥梁检测定位方法的几点研究
2015-04-23
一、桥梁全面检测理论
1对引道及桥址周边环境进行检查量测
(1)查看正桥与引桥、引遭(线)衔接处是否正常与竣工时情况相比较是否有变化51-论文-网-欢迎您
(2)桥址及其附近水流河道是否改变必要时还应测定主河槽水流速度及其流向桥下净宽有无改变桥墩台处局部冲刷与设计有关数据相比是否增大51-论文-网-欢迎您
(3)两岸桥头填土石砌锥坡有无冲刷、滑移和损坏51-论文-网-欢迎您
2、量测垒桥标高和线形
(1)桥标高和线形有联系关系但又有区别前者是指某点高程值后者则是桥梁相关点连线一座设计施工质量良好桥梁其标高和线形均应达到设计期望值51-论文-网-欢迎您
(2)量测主要部位和项目有：墩台支承垫石(即支座垫板)顶面、承台顶面和梁底处标高；墩台身在桥纵、横向有无偏移倾斜①对斜拉桥和悬索桥还应量测其主塔身在桥纵、横向有无偏移倾斜塔顶变位②对悬索桥还应量测主缆线形；③对拱桥还应量测拱肋轴线线形51-论文-网-欢迎您
3、圬工粱拱检查量测
(1)检查圬工有无风化、剥落、破损及裂逢注意变截面处、加固修复处及防水层情况对圬工剥落、裂缝处应注意钢筋锈蚀情况51-论文-网-欢迎您
钢筋混凝土梁应重点检查宽度超过0.2 m m竖向裂缝并注意检查有无斜向裂缝及顺方向纵向裂缝预应力钢筋混梁要观测梁上拱度变化并注意检查有无不允许出现垂直于主筋竖向裂缝51-论文-网-欢迎您
(2)拱桥应量测实际拱轴线和拱圈(或拱肋)尺寸并检查它们有无横向(垂直于路线方向)裂缝发生51-论
4、钢结构检查量测
(1)检查钢结构构件油漆涂层完好程度有无起皮、剥落、锈斑等是容易积水积尘或不通风部位有无锈蚀锈蚀严重应量测钢板或构件实际剩余厚度以便考虑断面削弱影响51-论文-网-欢迎您
(2)检查构件有无裂纹、穿孔、硬伤、硬弯、歪扭、爆皮及材料夹层等要注意以下部位有无疲劳裂纹发生：承受拉力或反复应力杆件与节点板连接处或杆(构)件接头处；由于损伤造成杆(构)件断面削弱及应力集中处；纵梁与横粱连接角钢；无盖板纵梁上翼缘角钢；主梁间纵向联结系连接处；单剪铆钉处焊缝端部及其附近基材；U形肋与横隔板连接处焊缝等51-论文-网-欢迎您
(3)检查钢箱梁工地拼接大环形焊缝(即同一截面顶板一腹板一底板一腹板周圈焊缝)和U形肋嵌补段焊缝有无异常51-论文-网-欢迎您
(4)检查杆件平直度当城市杆弯曲矢大于杆件由长度1‰、拉杆弯曲矢度大于杆件自由长度1／500时均应注意弯曲影响51-论文-网-欢迎您
(5)检查铆钉头有无锈蚀铆钉有无松动检查高强度螺栓是否完好有无松动和延迟断裂等情况；有无因锈蚀或其它原因降低磨擦力现象；并应严密注意节点滑移拱度变化51-论文-网-欢迎您
5、砖石砌体检查量测
砖石砌体不同于钢筋混凝土特点是抗拉强度更小结构脆性大开裂荷载比较接近或几乎等于破坏荷载因此当砖石砌体出现由于荷载引起裂缝时往往是砌体破坏特征或前兆51-论文-网-欢迎您
6、墩台及基础检查量测
(1)墩台缺陷主要表现是：裂缝、剥落、空洞、钢筋外露及锈蚀、老化、变形位移等51-论文-网
(2)检查时应对裂缝及破损具体位置、宽度、长度、深度进行量测和描述绘制成图51-论文-网-欢迎您
7、地基检验
当墩台有沉降、倾斜、位移时一定要对地基进行探测和商讨51-论文对已成桥地其检测是比较困难和麻烦可用触探和钻孔取样方法也可用荷载板试验但很难在原位进行常常只能是接近基础原位对岩地基可在基岩露头地点进行检验5
8.检测内容
8．1 桥面系
桥面系包括桥面铺装、人行道、栏杆、排水设施及伸缩缝等。主要从以下几个方面进行检查：
(1)桥面铺装有无裂缝、剥落、洼地积水、坑穴、波浪和鼓包；
(2)人行道及缘石有无剥落、破损；
(3)栏杆系有无撞击损坏、松动、开裂、下挠、上拱、歪斜及构件混凝土开裂；
(4)桥面排水设施有无破损、堵塞和漏水；
(5)伸缩缝有无破损，其功能是否正常。
8．2 上部结构
(1) 现浇砼梁体混凝土强度；
(2) 现浇砼梁体混凝土碳化深度；
(3)梁体裂缝状况及分布规律等。
8．3 下部结构
(1)墩台裂缝状况及分布规律；
(2)框架桥墩的风化、剥落、开裂、错位、下沉及水平位移或转动等情况。
8．4 支座
(1)支座功能是否完好；
(2)组件是否完整、清洁；
(3)底座、梁底、辊轴混凝土是否碎裂；
(4)座板、齿板有无脱焊；
(5)有无断裂、错位和脱空现象；
(6)橡胶支座的是否老化、变形、失效。
9.混凝土检查评估方法
9．1 混凝土强度检测
利用回弹仪进行，测区的选定采用抽检的办法，测区主要选择在构件受力最不利的部位，测区面积在0．2m×0．2m以内，测点在其中均匀分布。按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规范》(JG／T23—2001)规定，在每一个检测区域取16个回弹值。
9．2 混凝土碳化深度的测量
在回弹值测定的测区或附近，先用冲击钻钻一个直径为16mm，深度为15ram的孔，清除干净后，利用浓度为1的酚酞酒精溶液滴在凿除部位的边缘。稍停片刻后，利用游标卡尺或钢板尺测量已碳化和未碳化混凝土交界面到混凝土表面的距离3～4次，每次读数精确到1mm。
9．3 裂缝检测
采用刻度放大镜对裂缝宽度进行观察测量。
9．4 现浇砼混凝土抗压强度检测
采用回弹值碳化修正法测定混凝土强度。碳化回弹综合测定混凝土强度是指采用回弹仪，在结构混凝土同一测区分别测定回弹值和碳化深度值，然后利用碳化深度对回弹值进行修正，从而推算测区混凝土强度的一种方法。该方法具有以下特点：减少龄期和含水率的影响，弥补各参数相互不足，提高测量精度。本桥采用抽样检验方法，抽取具有代表性的构件进行检测，作为该桥梁砼强度的参考值。每个测区分别测量碳化深度值和回弹值。
10.桥梁承载力评定方法
目前对于桥梁承载力的评定 可分为4类：基于病害调查的经验评定方法，分析计算法，综合分析法，荷载试验法。
10．1 基于病害调查的经验评定方法
此方法的主要依据是《公路养护技术规范》(JTJ 073—96)。在桥梁检查的基础上，通过对桥梁的技术状况及缺陷和损伤的性质、部位、严重程度和发展趋势的调查，弄清出现缺陷和损伤的主要原因，分析和评价既存缺陷及损伤对桥梁质量和使用承载能力的影响，并为桥梁维修和加固设计提供可靠的技术数据和依据。这种方法要求现场检查人员必须具有丰富的工程经验和专业知识。
10．2 分析计算法
这一方法主要根据实测的材料性能、结构几何尺寸、支撑条件、外观缺陷及通行荷载，按照桥梁结构的计算理论来评定承载力，是一种定量了解旧桥承载力的方法，国内外学者作了大量研究工作，许多国家都趋向于以“鉴定系数”来评价承载力。
随着计算机技术特别是钢筋混凝土有限元理论的发展，有限元计算法引起了各国学者的重视。编制有限元计算程序或采用通用的有限元分析软件，用计算机模拟实际桥梁的荷载试验，计算桥梁的实际承载力，评定步骤如下：① 桥梁调查；② 确定加载形式并划分单元；③ 分级加载计算；④ 评定承载力。
10．3 综合分析法
此方法是在桥梁检查的基础上，采用无破损方式测定混凝土强度、混凝土碳化深度、混凝土氯离子含量、混凝土电阻率、钢筋混凝土保护层厚度和结构混凝土中钢筋锈蚀状况，进行折减后的结构承载力验算，综合分析计算结果和结构裂缝等外观条件，评定结构材料状况。
10．4 荷载试验法
如前所述的基于病害调查的经验评定法和综合分析法对于桥梁承载力的初步评定是有效的，特别是对于全线桥梁的总体评价、划分桥梁类型、确定维修加固的轻重缓急是经济有效的方法。然而，对于重要的大型桥梁，需进一步进行荷载试验来
定实际的承载能力。荷载试验方法是在桥梁结构鉴定中应用历史最长的方法。主要优点是直观，较可靠，故多用于新结构的研究和桥梁质量的评定。在旧桥的评定中，又多用于桥梁实际工作状态不明确情况下的评定和研究工作，以弥补根据外观调查评定和综合分析评定方法的不足。但是，一般进行荷载试验要封闭路线，花费的资金较多，耗费时间长，只能对重要的大型桥梁进行荷载试验。这种荷载试验是非破坏性的，根据试验荷载的作用性质，通常分为静载试验和动载试验，前者反映桥梁在静载作用下的结构工作性能，后者反映桥梁结构的动力性能静载试验，通常采用车辆加载方式，测定梁的应变、挠度和裂缝，根据试验结果与理论计算值的对比分析，来判断桥梁的实际承载能力。
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二桥梁检测定位方法
结构理论模型进行调整或修正使得修正后模态参数与实验相一致这一过程即有限元模型修正51-论文-网-
模型修正法在桥梁监测中主要用于把实验结构振动反应记录与原先模型计算结果进行综合比较利用直接或间接测知模态参数加速度时程记录频响函数等通过条件优化约束不断地修正模型中刚度和质量信息从而得到结构变化信息实现结构损伤判别与定位其主要方法有：
(1)矩阵型法是发展最早最成熟修正计算模型整个矩阵一类方法它具有精度高、执行容易特点主要缺点是所修正模型物理意义不明确丧失了原有限元模型带状特点这代表应属Berman／Baruch最优法51-论您
(2)子矩阵修正法通过对待修正字矩阵或单元矩阵定义修正系数通过对字矩阵修正系数调整来修正结构刚度该方法最大优点是修正后刚度矩阵仍保持者原矩阵对称稀疏性51-论文-网-欢迎您
(3)灵敏度法修正结构参数通过修正结构设计参数弹性模量E截面面积A等来对有限元模型进行修正
2指纹分析方法寻找与结构动力特性有关动力指纹通过这些指纹变化来判断结构真实状况51-论您
在线监测中频率是最易获得模态参数而且精度很高因此通过监测频率变化来识别结构破损是否发生是最为简单此外振型也可用于结构破损振型测试精度低于频率但振型包含更多破损信息利用振型判断结构破损是否发生途径很多；MACCOMAeCMSDI和柔度矩阵法51-论文-网-欢迎您
但大量模型和实际结构实验表明结构损伤导致固有频率变化很小而振型形式变化明显一般损伤使结构自振频率变化都在5％以内一般认为自振频率直接用来作为桥梁监测指纹而振型虽然对局部刚度比较敏感但精确测量比较困难MACCOMACCMS等依赖于振型动力指纹都遇到同样问题对桥缺损状态评价缺乏统一有效指标有人以模糊理论结构可靠度理论等为理论框架建立了各种桥梁使用性能评估专家系统但必须首先建立各种规范和专家数据库
结束语
桥梁检测工作技术复杂、操作难度大、科技含量高，而且是高空和危险作业，担负任务的工程技术人员责任重大。只有把实践和理论充分结合起来，工程技术人员才能对桥梁作出正确的检测和评估，设计出切实可行的加固方法，从而增强桥梁的使用能力，延长桥梁的使用寿命。
3.检测依据
桥梁检测主要依据中华人民共和国国家、交通部及建设部等颁发的标准和规范进行，有关的技术标准各规范如下：
(I)《公路养护技术规范》(JTJ073—96)；
(2)《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)；
(3)《公路旧桥承载力鉴定方法(试行)》(1998)；
(4)《混凝土结构试验方法标准~(GB50152-92)；
(5)《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JTJ／T23- 2001)；
(6)《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98)；
(7)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)；
(8)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)；
(9)《城市桥梁设计准则》(CJj1I-93)；
(10)《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ77—98)JTJ073。
